Kaustik der Brechung < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
|
| Status: |
(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:14 Fr 07.03.2008 | | Autor: | chrisi99 |
| Aufgabe | Eine Person steht am Rande eines Schwimmbeckens, dessen Wasserstand die Höhe h = 4 m hat, und betrachtet einen auf dem Grund des Beckens liegenden Gegenstand. In welcher scheinbaren Tiefe h’ erscheint das Bild des Gegenstandes,
wenn die Richtung, in welche die Person blickt, mit der zum Wasserspiegel Senkrechten einen Winkel von r=70° einschließt? |
Guten Abend!
Ich hoffe, jemand kann mir einen Tipp geben, wie das obige Beispiel zu lösen wäre.
Laut Aussage des Professors wäre hier die "Kaustik" zu berechnen, sprich die Linie, an der sich die Intensitätsmaxima befinden.
Jetzt lässt sich der Effekt aber nicht wirklich durch einfache geometrische ("Dreiecke zeichnen") Zusammenhänge lösen, da ja offensichtlich die physiologie des Auges auch direkt damit in Zusammenhang steht.
Für eine Hilfe bin ich wie immer sehr dankbar :)
Grüße
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:26 Fr 07.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Nein , die Physiologie des Auges spielt keine Rolle, es sei denn du meinst, dass das Auge (bzw, die 2 Augen) wirklich Bilder auf der netzhaut macht und dadurch Entfernungen "sehen kann,
Zeichne einfach mal den 70°Strahl, gebrochen, zum Gegenstand. Dann weisst du, wo der wirklich liegt. Dann einen beliebigen zweiten Strahl vom Gegenstand zur Oberfläche und raus. Wo sich die rückwärtige Verbindung der 2 Strahlen trifft "sieht" das Auge den Gegenstand.
Gruss leduart
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:30 Fr 07.03.2008 | | Autor: | chrisi99 |
hi!
danke für die schnelle Antwort!
Wenn man die Augen öffnet/etwas schließt verändert sich doch die Position im Becken? Kann das jetzt nicht nachstellen (in Ermangelung eines Schwimmbeckens  , bin mir da aber ziemlich sicher!
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 23:48 Fr 07.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn du ein Auge schliesst, wahrscheinlich, sonst nur, wenn du unter nem anderen Blickwinkel blickst. Du kanns tas auch schom mit nem Eimer oder Badewanne probieren. Am besten, einen geraden Stab schräg ins Wasser legen, schräg drauf sehen, du siehst den Knick im Stab, und natürlich kommt dadurch das untere Ende nach oben. mit nem 2.ten Stab kannst du auf das Bild zielen. ist recht eindrucksvoll. (allerdings schnell zielen, nicht nachkorrigieren.)
Gruss leduart
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 09:34 So 09.03.2008 | | Autor: | chrisi99 |
So, hier meine Lösung:
[mm](\bruch{n_2}{n_1})^2=(\bruch{\sin(\alpha_1)}{\sin(\alpha_2)})^2
[/mm]
dabei sind die n die Brechnindizes und die Alpha die Brechungswinkel.
[mm]=\bruch{\bruch{x^2}{t^2+x^2}}{\bruch{x^2}{t'^2+x^2}}=\bruch{t'^2+x^2}{t^2+x^2}
-> t'^2=\bruch{n_2^1}{n_1^2}*(t^2+x^2)-x^2
-> t'
[/mm] t ist der Wasserstand, x der Abstand von Beobachter zu dem Objekt (echter Abstand) und t' die scheinbare Tiefe.
Aber in meinem Fall erscheint der Gegenstand direkt über dem echten Objekt zu liegen, in Wirklichkeit wird er ja nicht nur in der Tiefe sondern auch im Abstand verschoben, oder?
Und wie kann ich aus diser Darstellung die "Kaustik", die ja eine Kurve ist, berechnen?
Grüße
Chris
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 12:56 So 09.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
wenn du den Strahl vom Gegt. senkrecht zur Oberfläche ansiehst, der nicht gebr. wird, und die ein Auge vorstellst wass den auch noch sient, ist klar, dass das virtuelle Bild senkrecht überdem Gegenstand ist.
Ich dachte der Beobachtungswinkel des Beob. sei gegeben, der Abstand ist dann egal.
Gruss leduart
|
|
|
| |
|
Hi Leduart!
danke für deine tolle Hilfe!
Leider hab ich es noch immer ned verstanden ;)
Anbei eine Skizze: oben meine Berechnung, unten das, was unser Professor uns als "Hilfestellung" gegeben hat. Diese Kurve (die Kaustik) ist angeblich die Lösung....
Grüße
Christoph
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 15:08 So 09.03.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo Chris
weder mit dem Wort, noch mit der Zeichnung kann ich viel anfangen, ausser dass man sieht, das die Tangenten an diese Kaustik die Sehrichtungen sind, aus denen man jeweils den Gegenstand sieht. , Die Ableitung dieser "Kaustik" ist offensichtlich der Sehwinkel von ausserhalb. allerdings müsste sie dann nicht wie bei dir enden, sondern unter dem Winkel der Totalreflexon, d.h. von aussen [mm] \alpha_2=90° [/mm] d.h. die kurve müsste an der Oberfläche waagerecht sein.
Damit könnte man di Kurve natürlich rauskriegen, die Tangenten schneiden dann die senkrechte Verbindung an den richtigen Tiefen t'
Mehr weiss ich dazu nicht.
Gruss leduart
|
|
|
| |
|
| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:21 Di 11.03.2008 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
|
|
|
|
